Tesis:
Métodos no invasivos para la medida de las características de transmisión del aparato auditivo
- Autor: RODELLAR BIARGE, María Victoria
- Título: Métodos no invasivos para la medida de las características de transmisión del aparato auditivo
- Fecha: 1984
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: FACULTAD DE INFORMATICA
- Departamentos: SIN DEPARTAMENTO DEFINIDO
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: WARZANSKYJ POLISCUK, Wsewolod
- Resumen: El trabajo que aquí se resume pretende la explotación desde un punto de vista modelístico de posibles métodos basados en deconvolución lineal de señales reemitidas por el aparato auditivo para la extracción a partir de las mismas de determinados parámetros de transmisión de la cadena auditiva, posibilitando de esta forma el empleo de técnicas no invasivas en una labor que hasta el momento se ha realizado en gran parte por la caracterización subjetiva en el caso de seres humanos, y por procedimientos invasivos, en el caso de animales de experimentación. La presente tesis se ha organizado en la forma de tres capítulos, dedicados, respectivamente, a la justificación y motivación de la misma, a la introducción de las técnicas de inversión de líneas de transmisión en general y de las líneas equivalentes desde un punto de vista modelístico del aparato auditivo, y a la presentación de una posible metodología e instrumentación que permitan en un caso práctico implementar las técnicas propuestas.En el punto 1. 1 se hace una breve introducción, apoyada en una definición de objetivos, y se exponen las motivaciones para la realización del presente trabajo. En el punto 1.2 se comentan los procedimientos de medida invasiva habituales en la prospección sobre el oído interno, tales como la técnica Mössbauer, la de la sonda capacitiva y la interferometría láser. Se discuten algunos de los problemas y contradicciones que tales técnicas presentan y se apuntan algunas de sus desventajas más notorias. Se hace notar como las técnicas no invasivas introducidas en el presente trabajo podrían paliar algunos de tales inconvenientes. El punto 1.3 se dedica a introducir los antecedentes de la medida no invasiva por medio de señales acústicas desde un punto de vista histórico, centrándose en dos de sus campos más desarrollados, como son la Geofísica y el Análisis-Slntesis de Voz, con objeto de demostrar la viabilidad de tales técnicas y de aportar puntos de referencia en torno al tema. El punto 1.4 se centra por completo en la argumentación sobre la utilización de los ecos Kemp como señal base en la medición no invasiva por procedimientos deconvolutivos. Tales argumentaciones se acompañan por resultados de una modelización previa, que demuestra la posible presencia física de cantidades importantes de energía devueltas al exterior de la cóclea por causa del fenómeno de reflexión gradual en la misma. De este hecho podría inferirse que, en un cierto porcentaje, los ecos Kemp estarían compuestos por dichas señales reflejadas, y que, por tanto, aportarían información acerca de la estructura interna que han recorrido. Dicha información podría ser extraída mediante determinados procesos deconvolutivos. El punto 2.1., perteneciente al capítulo 2, introduce la terminología y los principios de la medida no invasiva desde un punto de vista general. En el punto 2.2 se analiza la relación de la medida no invasiva con el problema inverso en el caso unidimensional y con la inversión en concreto de la ecuación de Schrödinger. Dicho problema se centra en 2.3 alrededor del caso unidimensional en la Prospección Geofísica, ya que en este campo es donde más atención se ha dedicado a tal tipo de cuestiones en relación con los modelos de transmisión. Se sigue así el proceso deductivo en la inversión en un caso en concreto para poner dichos procedimientos en conexión con los métodos de deconvolución lineal, que se introducen en el punto 2.5. En el punto 2.4 se particularizan algunas de las conclusiones obtenidas en el punto anterior para el caso concreto de una línea de tranamisión con pérdidas, como el modelo de línea coclear, deduciéndose de tal comparación que el procedimiento deconvolutivo lineal sólo puede ser aplicado con ciertas restricciones al caso de la cóclea, tales como utilizar señales de banda estrecha, lo cual supone un notorio incremento del volumen de datos a procesar. En 2.5 se introduce la principal herramienta utilizada en la deconvolución e inversión de líneas de transmisión, que es la Predicción Lineal. Se comentan diversos aspectos de los métodos clásicos en la utilización de la misma. El punto 2.6 constituye, sin lugar a dudas, el núcleo principal de presente trabajo. A lo largo de sus diferentes subapartado se introduce, en primer lugar, el modelo de línea de transmisión generalizado para toda la cadena de transmisión auditiva, comentándose las peculiaridades del mismo para las secciones de los oídos externo, medio e interno. Se hace especial hincapié en la solución recursiva de tal modelo en forma de doble onda incidente y reflejada y se establecen las semejanzas estructurales de una línea inhomogénea genérica y con el filtro en escalera denominado Error de Predicción, señalando los paralelismos y las diferencias entre ambos modelos, punto éste clave en el discurso subsiguiente. En base a tales diferencias se estudia a continuación la posible utilización de los métodos de Predicción Lineal para la caracterización del modelo de línea de transmisión en la coclea, determinándose que tal posibilidad está condicionada dentro de unos limites en distancia y en frecuencia, que pueden establecerse a partir del trabajo preliminar de Gomez (1982). Dentro de tales limites, si parece posible caracterizar la función de reflectividad p (x, w) mediante el sondeo de la estructura coclear con señales de banda estrecha, utilizando preferentemente el algoritmo de Burg (1975). Se exponen luego los métodos para realizar la inversión de perfil en la cóclea, y se indica la forma de obtener la admitancia de la partición Y p (x, w) a partir de los datos suministrados por el algoritmo de Bur. Se añaden a continuación consideraciones sobre la posibilidad de extender los métodos expuestos más allá del punto de los límites fijados por la aplicación de la Predicción Lineal, tomando como base las relaciones implícitas entre las partes real e imaginaria de la función de propagación. Tales posibilidades quedan apuntadas de cara a la continuación de posibles trabajos futuros en torno al tema. Se completa el capitulo 2, en el punto 2.7, con la exposición de algunos de los métodos que pueden usarse en la reconstrucción de los parámetros de la membrana basilar en función del conocimiento parcial de la admitancia mecánica de la misma Yp (x,w). El capitulo 3, en su punto 3.1, introduce los métodos complementarios para la deconvolución del oído externo, modelizado como una estructura de carácter tubular y sección transversal variable, mientras que el oído medio es tratado como una estructura de tipo barra con sección transversal densidad variable. Se apunta el proceso de señal que habrá que realizar sobre las señales medidas en cada una de la estructuras anteriores, incluida la cóclea, para reconstruir parámetros, tales como la sección transversal del canal auditivo externo, la impedancia característica del tímpano, la sección y densidad de la cadena ósea del oído medio y los parámetros de elasticidad, viscosidad y densidad de la membrana basilar. Se aconsejan asimismo procedimientos completos e instrumentación adecuada para la captación de las señales incidente y reflejada en el caso de aplicación práctica de la medida no invasiva. En el punto 3.2 se revisan breve mente los soportes informáticos de proceso de señal que permiten tal aplicación, así como su dimensionamiento en cuanto a requerimiento de memoria y capacidad de proceso, En 3.3 se realiza una breve descripción de los algoritmos implementados para la simulación del presente trabajo. Se complementa la presente tesis con una descripción de posibles aplicaciones de la metodología expuesta, como son la determinación de deficiencias en la cadena de transmisión auditiva, la investigación de los fenómenos de otoemisión espontánea o inducida, la medida de parámetros de la cadena de transmisión mecánica, el apoyo a otras técnicas de medida, la medición en zonas difícilmente alcanzables del aparato auditivo, el soporte en el diseño de ayudas a la audición, etcétera. Asimismo se enumera una serie de conclusiones, deducidas en el desarrollo del presente trabajo y se apuntan las posibles líneas de continuación en torno al mismo